重新审视化粪池的温室效应：回顾与展望

化粪池作为一种关键的初级污水处理设置单元，其因厌氧反应产生的大量甲烷(CH₄)及部分氧化亚氮(N₂O)等温室气体，使其成为污水系统碳排放中的重要一环。目前许多研究都在因此呼吁逐步取缔化粪池，但鲜见深入且全面探讨化粪池的温室效应的研究。综述分析表明：化粪池产生的CH₄及N₂O均存在较大时空变异性，且N₂O实际排放情况仍待进一步考证；从全生命周期碳排放的视角来看，日常维护清掏产生的间接碳排放，以及取缔化粪池后对后续系统在碳排放方面产生的潜在影响仍值得深入探析。就具体温室气体排放能力而言，由于国内外化粪池功能定位不同等原因，国内测算值约为8.3 g CH₄/(cap·d),低于国外普遍的11.0 g CH₄/(cap·d)。就目前研究状况而言，估计核算类研究普遍存在参数不确定性较大，地区异质性强等问题，国内在实地监测类研究方面暂时“空白”,且在线监测的缺乏导致温室气体的时空变异性也并未得到细化描述。综上，亟待开展对中国地区化粪池的广泛监测与...     

铁负载阴离子交换树脂高效除磷研究

针对污水处理生化出水高磷酸盐浓度对水体富营养化影响的问题,采用阴离子交换树脂(AER)为基质材料,利用树脂上—NH2官能团中的N原子与Fe3+发生配位聚合,制备了除磷聚合配位交换吸附剂(Fe—PLE)。并采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对Fe—PLE和原AER进行了比较,发现Fe—PLE更加趋向化学吸附类型,且Fe—PLE最大吸附容量达到93.05 mg/g,比AER提高了47.98%。通过SEM、EDS、FT-IR及TGA对吸附前后Fe—PLE和AER的表征比较,认为通过配位作用形成Fe—O配位键是Fe—PLE的可溶性无机磷吸附效率提高的主要原因。通过静态吸附实验考察了吸附时间、p H和竞争性阴离子对AER和Fe—PLE吸附的影响,结果显示,Fe—PLE吸附平衡时间为1.5 h,比AER稍高;2种吸附填料都在p H 7.0时效率最高,AER的磷吸附效率对p H较为敏感,Fe—PLE能够在相对较宽的p H范围内保持高去除率;竞争性阴离子对AER磷吸附的负面影响较大,而Fe—PLE依靠其Fe—O的配位作用具有一定的抗干扰能力。通过4次循环再生实验,Fe—PLE表现出良好再生能力的同时磷有较高的回收利用率。     

望虞河表层沉积物中氮的分布与形态变化特征

为了揭示望虞河沉积物中氮的分布与形态变化特征及环境影响因素,于2011年5月、8月、11月和12月采集沿线10个监测断面的表层沉积物。利用逐级分离浸取法(BCR)测定沉积物中各形态氮的含量,并观测其主要理化指标。结果表明,(1)沉积物中总氮(TN)含量为347.85~2 733.56 mg/kg并沿程上升,其中排水期8月TN含量最高且沿程变化较大,调水期TN分布与变化趋势相近。以沉积物中TN含量为污染评价标准,沉积物在5月和12月较清洁,在11月为轻度污染,而在8月为重度污染状态。(2)望虞河上河段和贡湖湾表层沉积物中TN及各形态氮的含量较低,氮在5月、8月和11月以非转化态氮(NEF-N)为主,而在12月以可转化态氮(TF-N)为主,其中离子交换态氮(IEF-N)和有机态与硫化物结合态(OSF-N)受水环境变化影响较大。(3)在调水期,IEF-N和OSF-N含量较大且沿程变化较大,CF-N和IMOF-N显示出明显季节差异性;在排水期8月,IEF-N和OSF-N含量较低且变化平缓。(4)望虞河表层沉积物中氮的含量分布与形态变化主要受到总有机碳(TOC)含量、温度、氧化还原电位(ORP)和粒度的影响。     

沉积物间隙水溶解态磷和铁（Ⅱ）高分辨同步分析方法的研究

沉积物具有高度的空间异质性,尤其在沉积物-水界面附近的微环境中,溶质在微小尺度上可能存在强烈的浓度梯度分布,需要借助高分辨的获取技术才能表征。本研究发展了一种沉积物微界面溶解态反应性磷（Dissolved Reactive Phosphorus,DRP）和溶解态铁（Ⅱ）的同步分析方法。利用分辨率为4 mm、平衡时间仅为2 d的微型间隙水平衡装置（Peeper装置）获取微量间隙水（～100μL·样品-1）,采用384微孔板微量比色法分别测定同一间隙水样品中的DRP和溶解态铁（Ⅱ）的质量浓度,单一指标所消耗的间隙水体积由5 mL减少到仅～40μL,检出限分别为0.009和0.017 mg·L-1,精密度为1%～7%,均与常规方法相近。将该分析方法应用到太湖两个湖区的沉积物中,同步获得的微界面溶解态磷和铁（Ⅱ）的分布较好地反映了两者的关系。     

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显(化感作用明显)、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。     

乐安河流域入鄱阳湖营养盐通量及溯源分析

该文选取鄱阳湖典型入湖河流乐安河为研究对象,构建SWAT模型模拟了流域1990-2020年入湖营养盐通量。基于子流域营养损失状况对入湖TN和TP通量进行溯源分析,确定主要贡献区域和排放源。结果表明,入湖营养盐通量存在明显年际变化,分别在1995年和2011年达到峰值(TN:31.22 Gg;TP:7.75 Gg)和谷值(TN:5.90 Gg;TP:1.62 Gg)。下游区域TN和TP损失强度明显高于中上游区域,其中子流域15、22和23为高损失强度区域。溯源分析发现,流域下游为入湖营养盐主要贡献区域且越靠近流域出口贡献权重越高。河口断面TN和TP主要来源区域均为子流域13、22和27,且耕地和森林为非点源营养损失的主要排放源。     

金沙江底栖真核微生物地理分布特征及生态学机制

真核微生物在生物地球化学循环、维持生态系统健康稳定等方面发挥重要作用.目前关于大型河流真核微生物的地理分布模式和生态学机制仍知之甚少.以我国西南梯级水电开发河流金沙江为研究区域,探讨了底栖真核微生物的地理分布特征及影响因素,解析了真核微生物的种间相互作用关系.结果表明,金沙江底栖真核微生物的α多样性指数沿河流向下表现出先上升后下降的趋势;群落结构和优势属的相对丰度在上游自然河段和梯级大坝河段差异显著.距离衰减分析的结果显示,金沙江底栖真核微生物的群落构建受环境筛选和扩散限制的共同作用;方差分解分析和中性模型的结果进一步表明,其地理分布模式主要受到扩散限制的驱动.共现网络结果表明,相比于上游自然河段,梯级大坝河段的种间竞争关系和网络联通性较弱,说明了底栖真核微生物在上游自然河段的相互作用更强.研究结果补充了我国西南河流底栖真核微生物多样性和地理分布的资料不足,为梯级水电开发河流底栖真核微生物的生态响应提供数据支撑.     

望虞河西岸河网重金属污染特征及生态风险评价

为探明望虞河西岸河网区的重金属污染特征及生态风险,于2018年3月调查了望虞河西岸5条河流的水体及表层沉积物中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)的含量及形态分布,利用多元统计分析方法研究了重金属元素的污染来源并对其污染水平给予评价.结果表明,河网区水体重金属污染较轻,除Hg外其余金属质量浓度均低于《地表水环境质量标准》的Ⅰ类标准.而表层沉积物中重金属含量较高,除Hg外其余均高于江苏省土壤环境背景值.重金属在水体-沉积物中的分配系数显示Cd、As和Hg具有较强的二次释放潜力.地累积指数法(Igeo)显示沉积物中Cu、Zn和Cd的污染程度较高,局部属于偏重度污染;潜在生态危害指数法(RI)显示Cd为研究区域主要的生态风险因子;而考虑重金属赋存形态的潜在生态风险评价(RRSP)表明,Ni、Zn和As主要以残渣态形式存在,生态风险较低,而Cd多为酸溶态,具有极高的潜在危害.多种评价结果表明,应格外重视重金属Cd的污染治理.而重金属来源分析显示望虞河西岸的重金属污染主要源于周围机械制造和金属冶炼类工厂的人为输入,这为望虞河西岸河网的重金属污染控制提供依据.     

水动力条件对太湖底泥吸附苯胺性能的影响

应用平衡研究法研究不同水动力条件下苯胺在太湖底泥中的吸附特性及其吸附动力学特征。结果表明,太湖底泥对苯胺具有较强的吸附能力,苯胺在太湖底泥上的最大吸附量为1.131 mg/g,其吸附行为可以用Freundlich型吸附等温式描述。采用Lagrange伪一级动力学和伪二级动力学模型对不同水动力条件下的苯胺吸附动力学数据进行了拟合,结果表明,沉积物对苯胺的吸附动力学更符合Lagrange伪二级动力学模型,且吸附速率随着初始浓度的增大而显著增大。此外,自吸附开始至1 h左右,吸附速率与水动力条件呈明显的正相关性。说明水动力条件的增大,增加了苯胺与沉积物的接触面积,使其扩散系数相对增大,更有利于沉积物对苯胺的表面吸附。自1 h过后,随着时间的延长,吸附速率基本不受水动力条件的影响。     

基于故障树的生态调水水质风险识别

以巢湖生态调水为例,将故障树分析应用于调水线路的水质风险识别。构建了输水区、受水区、排泄区水质风险故障树,确定了顶事件的概率,得到了各分区的最大风险事件,提出了风险防范措施,为生态调水的风险管理提供科学依据。